УФ-сшивание безгалогенных огнестойких компаундов

Авторы и источники / Правообладателям

Компания Mixer SpA, итальянский производитель резиновых смесей, создающий компаунды для производителей кабелей, в своей исследовательской деятельности уделяет основное внимание вопросам переработки, свойствам и структуре компаундов на основе каучука, предлагая инновационные и эффективные решения для кабельной промышленности.

Недавно компания провела совместно с химическим факультетом имени Джакомо Чамициана Болонского университета (Giacomo Ciamician Department of Chemistry, Alma Mater Studiorum, University of Bologna) исследование, посвящённое УФ-сшиванию сополимера этиленвинилацетата (EVA) и полиэтилен-октена (POE), содержащего безгалогенные добавки-антипирены, при производстве кабелей низкого напряжения (Photocrosslinking of ethylene-vinyl acetate (EVA)–polyethylene-octene (POE) copolymer containing halogen-free flame retardants, Morselli, G., Villa, M., Ceroni, P., Medici, L., Tarlazzi, F., Dossi, S., Matteucci, P., Galanti, A., Magrì, A., Polym. Eng. Sci. 2023, 63(6), 1761).

В ходе этого исследования команда учёных изучила технологию отверждения безгалогенных огнестойких смесей (HFFR) ультрафиолетовым излучением. Использование света для получения сшитых полимеров определяет перспективную стратегию разработки интеллектуальных производственных технологий. Метод фотосшивания представляет собой специализированный и эффективный подход с промышленной точки зрения, поскольку он может быть использован в мягких рабочих условий и при помощи маломощного источника питания по сравнению с термическими методами.

В этом сценарии были разработаны большинство фотосшиваемых полимеров для достижения механических и термических свойств с использованием добавок, соответствующих требованиям. При этом добавки используются в форме порошков, которые могут вызвать рассеяние ультрафиолетовых фотонов, препятствуя глубокому проникновению света внутрь полимерной матрицы и, следовательно, образованию сетчатой структуры.

Используя глубокие знания компании Mixer SpA и экспертный потенциал университетской команды под руководством профессора Церони (Ceroni), исследователи изучили процесс УФ-сшивания смеси на основе сополимера EVA и POE с высоким процентным содержанием наполнителей (добавок в виде порошка), пригодной для производства изоляционного покрытия для кабелей, используемых в зданиях.

УФ-сшивание производилось путём добавления в различных комбинациях коммерчески доступных фотоинициаторов (катализаторов реакции отверждения) и коагентов ретикуляции (образования сетчатой структуры) в полимерную смесь. Исследование механических и термических свойств осуществлялось путём изменения времени воздействия ультрафиолетового излучения. Таким образом, была успешно продемонстрирована возможность получения компаунда EKOPREN® с высокой степенью сшивания при воздействии ультрафиолетового излучения, даже в присутствии высокой концентрации минералов и антиоксидантов. При демонстрации двух различных сшитых образцов (XI1321 – X1 и X2), которые состояли из смеси сополимеров (EKOPREN® XI1321) с добавлением различных фотоинициаторов и коагентов, оба образца показали отличные эксплуатационные характеристики во время проведения испытаний на тепловую деформацию (HST), испытаний на прочность при растяжении (TS) и испытаний на удлинение (EB).

Фотосшивание было получено путём облучения с помощью светодиода, излучающего ближнюю ультрафиолетовую область спектра, – более экологичной альтернативой традиционным ртутным лампам. Эти результаты приведут к дальнейшим исследованиям для изучения фотоинициаторов, коагентов и времени воздействия излучения для достижения наиболее оптимальных свойств высоконаполненного безгалогенного огнестойкого компаунда HFFR, полученного методом УФ-сшивания.